3. Сетевое программное обеспечение.

Сетевое программное обеспечение предназначено для организации работы пользователя в сети. Оно представлено общим, сетевым и специальным программным обеспечением.

Общее сетевое программное обеспечение включает в себя:

• браузер – это компьютерная программа просмотра Web-страницы (пример Internet Explorer);

• HTML-редакторы – редакторы, предназначенные для создания Web-страниц;

• графические средства Web – средства, предназначенные для оптимизации графических элементов Web-страниц;

• машинные переводчики – программные средства, предназначенные для просмотра web-страниц на различных языках;

• антивирусные сетевые программы – программы, предназначенные для предотвращения попадания программных вирусов на компьютер пользователя или распространения его по локальной сети фирмы.

Системное программное обеспечение (СПО) включает в себя:

• операционную систему (ОС) – обязательную часть СПО, обеспечивающую эффективное функционирование ЭВМ в различных режимах, организующую выполнение программ и взаимодействие пользователя и внешних устройств с ЭВМ;

• сервисные программы – программы, которые расширяют возможности ОС, предоставляя пользователю и его программам набор дополнительных услуг;

• систему технического обслуживания – систему, которая облегчает диагностику, тестирование оборудования и поиск неисправностей в ПК.

Для управления работы компьютеров в сети и управления сетью существуют специальные сетевые операционные системы: Personal NetWare (Novell), Windows For Workgroups (Microsoft), LANtastic (Artisoft), OS/2 LAN Server 4.0 Advanced (IBM), Windows NT Server (Microsoft), NetWare 5.0 (Novell) и др.

Существует множество сетевых операционных систем, различающихся своими возможностями и условиями эксплуатации. Основными параметрами, которые учитываются при сравнении систем, являются:

• зависимость производительности от количества рабочих станций;

• надежность работы в сети;

• уровень сервиса (объем и качество предоставляемых услуг, возможности разработки прикладных программ в сети, управление функционированием, удобство проведения инсталляции, настройки, профилактики и других операций);

• защита информации от несанкционированного доступа;

• потребление ресурсов сетевыми средствами (объем оперативной и дисковой памяти, требуемая доля производительности вычислительной системы);

• возможности использования в сети нескольких серверов;

• типы поддерживаемых топологий в сети, а также возможность изменения состава сети;

• перечень поддерживаемых сетевых устройств (сетевых плат, принтеров, сканеров, модемов и т.д.);

• наличием интерфейсов с другими сетями и Internet.

4. Принципы строения и топология вычислительных сетей.

Различают следующие типы архитектуры компьютерных сетей:

• архитектура с выделенным сервером, содержащая клиентов и обслуживающая их серверы;

• одноранговая архитектура, в которой нет серверов и разделяются ресурсы независимых узлов;

• гибридная архитектура – архитектура клиент-сервер с одноранговыми разделяемыми ресурсами.

Существуют два основных принципа управления в сетях: централизация и децентрализация.

Системы, в которых сервер выполняет только процедуры организации, хранения и выдачи клиентам нужной информации, носят название систем «файл-сервер»; те же системы, в которых на сервере наряду с хранением выполняется и содержательная обработка информации, принято называть системами «клиент-сервер». Сервер, работающий по технологии «файл-сервер», сам называется файл-сервером, работающий по технологии «клиент-сервер» – сервером приложений.

Достоинства архитектуры с выделенным сервером:

• сильная централизованная защита;

• отсутствие ограничения на число рабочих станций;

• простота управления по сравнению с одноранговыми сетями;

• центральное хранилище файлов, благодаря чему все пользователи могут работать с одним набором данных, а резервное копирование важной информации значительно упрощается;

• высокое быстродействие;

• возможность совместного использования дорогого оборудования;

• оптимизированные выделенные серверы функционируют в режиме разделения ресурсов быстрее, чем одноранговые узлы.

Недостатки серверных сетей:

• дорогое специализированное аппаратное обеспечение;

• дорогостоящие серверные операционные системы и клиентские лицензии;

• зависимость быстродействия и надежности сети от сервера;

• меньшая гибкость по сравнению с одноранговой сетью;

• требуется администратор сети.

Одноранговая архитектура – концепция сети, в которой ее ресурсы рассредоточены по всем абонентским системам. Рассматриваемая архитектура характеризуется тем, что в ней абонентские системы равноправны и их обращение к ресурсам друг друга является симметричным.

Для одноранговых сетей характерно отсутствие централизованного управления. В них нет серверов. Поэтому часто такие сети называют «децентрализованные сети». При необходимости пользователи могут работать с общими дисками и такими ресурсами, как принтеры и факсы.

Преимущества одноранговых сетей:

• низкая стоимость;

• просты в инсталляции;

• не требуют специальной должности администратора сети;

• позволяют пользователям управлять разделением ресурсов;

• высокая надежность.

Для одноранговых сетей характерны и определенные недостатки:

• дополнительная нагрузка на компьютеры из-за совместного использования ресурсов;

• неспособность одноранговых узлов обслуживать, подобно серверу, столь же большое число соединений;

• отсутствие централизованной организации, что затрудняет поиск данных;

• нет центрального места хранения файлов, что усложняет их архивирование;

• необходимость администрирования пользователями собственных компьютеров;

• слабая и неудобная система защиты;

• возможность подключения небольшого числа рабочих станций (не более 10).

Архитектура клиент-сервер – способ организации взаимодействия программ или компонентов многокомпонентной программы, подразумевающей наличие программы или компонента программы, называемого сервером, и один или несколько других компонентов, называемых клиентами.

Клиент-серверная система состоит в простейшем случае из трех основных компонентов:

• сервер баз данных, управляющий хранением данных, доступом и защитой, резервным копированием, отслеживающий целостность данных в соответствии с бизнес-правилами и, самое главное, выполняющий запросы клиента;

• клиент, предоставляющий интерфейс пользователя, выполняющий логику приложения, проверяющий допустимость данных, посылающий запросы к серверу и получающий ответы от него;

• сеть и коммуникационное программное обеспечение, осуществляющее взаимодействие между клиентом и сервером посредством сетевых протоколов.

Сервер сети предоставляет ресурсы (услуги) рабочим станциям и/или другим серверам. Клиент имеет возможность асинхронно для сервера инициировать выполнение процедур сервера и получать результаты их выполнения. Как правило, архитектура клиент-сервер обеспечивает возможность нескольким клиентам взаимодействовать с сервером параллельно и независимо друг от друга.

Топология – это способ соединения компьютеров в сети. Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитываются производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов.

С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи можно выделить четыре базовые топологии: «общая шина», «звезда», «кольцо» и «ячеистая (сотовая)».

1. Сеть с топологией «общая шина» (моноканальная сеть) – сеть, ядром которой является моноканал. Моноканальная сеть образуется подключением группы абонентских систем к общей шине.

«Шинная» топология обладает следующими преимуществами:

• она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна;

• шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и потому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений;

• шинную топологию легко расширить;

• меньшая протяженность кабелей и более высокая надежность, так как выход из строя одного узла не нарушает работоспособности сети в целом.

Недостатки состоят в следующем:

• обрыв основного кабеля приводит к выходу всей сети из строя;

• интенсивный сетевой трафик значительно снижает производительность такой сети;

• слабая защищенность информации в системе на физическом уровне, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом другом компьютере.

2. Сеть с топологией «звезда» – древовидная сеть, в которой имеется ровно один промежуточный узел. В качестве центральной части выступает мультиплексор (устройство, преобразующее несколько сигналов входа в отдельный сигнал вывода; при этом сохраняется возможность восстановления всех сигналов ввода) или концентратор (устройство, позволяющее средству передачи данных обслуживать большее количество источников данных по меньшему количеству каналов передачи данных), который полностью управляет ЭВМ, подключенными к нему.

Сеть имеет один центральный узел и расходящиеся от него лучами станции и периферийные от него устройствами на концах. В такой сети все станции напрямую связаны с центральным компьютером (ЦК), который управляет потоком сообщений в сети, и сообщения от одной станции к другой можно передавать только через ЦК.

Расширять звездообразную топологию можно путем подключения вместо одного из компьютеров еще одного концентратора и присоединения к нему дополнительных машин.

Преимущества сети с топологией «звезда»:

• такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;

• центральный концентратор звездообразной топологии удобно использовать для диагностики;

• отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;

• в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.

Недостатки сети со звездообразной топологией:

• при отказе центрального концентратора становится неработоспособной вся сеть;

• обычно большая протяженность кабелей (зависит от расположения центрального компьютера) и, следовательно, такие сети обходятся дороже, чем сети с иной топологией.

3. Сеть с топологией «кольцо» – сеть, при которой каждый узел связан с двумя другими. В этой сети каждая станция выступает в роли центрального компьютера и прямо связана с двумя соседними.

Преимущества сети с кольцевой топологией:

• поскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к маркеру, ни один из них не сможет монополизировать сеть;

• более высокая надежность системы при разрывах кабелей, так как к каждому компьютеру есть два пути доступа;

• совместное использование сети обеспечивает постепенное снижение ее производительности в случае увеличения числа пользователей и перегрузки.

Недостатки сети с кольцевой топологией:

• большая протяженность кабеля;

• слабая защищенность информации;

• невысокое быстродействие по сравнению с топологией «звезда» (но сравнимое с топологией «шина»).

4. Физическая сотовая топология (ячеистая топология, полносвязная) – сеть, в которой есть непосредственные соединения между всеми ее узлами. Эта сеть характеризуется наличием избыточных связей между устройствами. Для большого числа устройств такая схема оказывается неприемлемой.